Иллюзия времени в физике

Решил, что давно не слушал книг физиков и стал слушать книгу известного физика Lee Smolin,  Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe (Ли Смолин, Возвращение времени: от кризиса физики к будущему вселенной).

См. также
Космологический естественный отбор
Откуда электрон “знает”, что он электрон
Проблема измерения в квантовой космологии
Выделенный наблюдатель и формодинамика
Физик в тисках метафизики

В первой части книги Смолин рассматривает историю современной физики в контексте проблемы времени. Мне в целом понравилось изложение материала. На популярном уровне автор излагает развитие основных идей физики с коперниковской революции до основ квантовой гравитацией: классическая механика, теория относительности (специальная и общая), квантовая механика, квантовая гравитация. Основная цель первой части книги заключается в том, чтобы показать, каким образом время в физике стало иллюзией. Автор считает это неправильным и обещает во второй части книги показать, что на самом деле время обязано принадлежать фундаментальной реальности.

Мне понравился пример с измерением движения. Бросается шарик и далее измерается его координаты в разные моменты времени. В случае одномерного движения у нас получаются набор пар точек {время — координата}, которые далее можно отложить на графике и описать параболой. Время при таком подходе просто превращается в одну из координат траектории и по сути дела уже не отличается от координаты шарика в пространстве. Сам график траектории шарика находится вне времени и изменение времени представляется нам как перемещение точки по линии. Зная прошлое, можно однозначно предсказать будущее, зная настоящее можно однозначно установить прошлое. С точки зрения автора при таком подходе мы просто теряем разницу между настоящим, прошлым и будущим, поскольку при таком описании мы не в состоянии рассмотреть в физике процессы становления. По сути дела время, как оно понимается в рамках здравого смысла, становится иллюзией, которой не найти эквивалента на графике.

Далее процедура выше распространяется на классическую механику под названием ньютоновская парадигма. Рассматриваемая система разделяется на законы физики и пространство состояний, которое содержит все возможные состояния системы. Оба понятия находятся вне времени, можно даже сказать, что они трансцендентальны.  Траектория движения системы получается путем применения законов физики к начальному состоянию системы и сама траектория также находится вне времени. Время становится одним из параметров описания системы и на этом пути точно также становится иллюзией. Законы физики существуют, пространство состояний существует, траектория системы существует, а вот существует ли при этом время становится уже непонятно. В целом с точки зрения автора в рамках ньютоновской парадигмы невозможно рассмотреть и описать чувство времени, которое ощущает человек.

Теория относительности сохраняет ньютоновскую парадигму и демонстрирует иллюзорность времени более наглядно. В рамках теории относительности показывается, что одноверменность относительна. Это означает, что можно уверенно утверждать только о наличии пространства-времени, в котором уже не удается приписать разным областям пространства один и тот же момент времени. Пространственно-временной континуумом существует, законы физики существует, а  время как таковое стало полной иллюзией. Смолин приводит в этом отношении известное высказывание Эйнштейна по поводу смерти Бессо (Michele Besso, см. по-английски Einstein on Time): «люди, которые понимают физику, знают, что отличие между прошлым, настоящим и будущим является всего лишь иллюзией, хотя и довольно убедительной».

После краткого рассмотрения квантовой механики (меня несколько удивило, что автор не остановился на проблеме интерпретации квантовой механики) автор переходит к квантовой гравитации.  При применения уравнений квантовой механики ко вселенной получается, что во вселенной принципиально не может быть изменений. Смолин рассматривает на пальцах причины такого вывода и в заключении рассматривает странную теория Джулиана Барбура (Julian Barbour), изложенную в книге Конец времени (The End of Time). Согласно этой теории вселенная состоит из всех возможных моментов времени, которые существуют одновременно (пространство состояний), и в самой вселенной не происходит никаких изменений. Разница между разными моментами времени заключается в том, что имеется распределение разных моментов времени в пространстве состояний. Некоторые моменты (скучные) повторяются крайне редко, некоторые (сложные) повторяются часто. Именно поэтому у физиков складывается иллюзия возникновения вселенной в Большом взрыве.

Смолин обещает во второй части книги вернуть время обратно в физику. Посмотрим как у него это получится.

Короткая статья про Джулиана Барбура: Время — это иллюзия?
http://www.epochtimes.ru/content/view/35349/5/

«Барбур полагает, что концепция времени может быть подобна теории целых чисел. Все числа существуют одновременно, и было бы бессмысленно думать, что число 1 существует до числа 20.»

Обсуждение

http://evgeniirudnyi.livejournal.com/91058.html


Comments are closed.